JP2007214450A - 基板の処理システム,基板の処理方法及びプログラム - Google Patents

基板の処理システム,基板の処理方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】レジストパターンのウェハ間のばらつきを抑制する。
【解決手段】塗布現像処理システム1の加熱処理装置50の基台160上に,4つの熱処理板161〜164が直線状に並べて設けられる。また,加熱処理装置50には,隣り合う熱処理板の間の各区間のウェハWの搬送を行う3つの搬送部材群D1〜D3が設けられる。加熱処理装置50においてプリベーキング処理が行われる際には,温度が同じ熱処理板161〜164にウェハWが順次搬送され,各熱処理板161〜164において熱処理が分割して行われる。こうすることにより,各ウェハWが同じ経路で熱処理され,ウェハ間で熱履歴が一定になる。
【選択図】図4

Description

本発明は,基板の処理システム,基板の処理方法及びその基板の処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムに関する。
例えば半導体デバイスの製造プロセスにおけるフォトリソグラフィー工程では,例えばウェハ上にレジスト液を塗布するレジスト塗布処理,レジスト液を乾燥させる熱処理(プリベーキング処理),レジスト膜を所定のパターンに露光した後にレジスト膜内の化学反応を促進させる熱処理(ポストエクスポージャーベーキング処理),レジスト膜を現像する現像処理,現像処理後のウェハを加熱する熱処理(ポストベーキング処理)などが順次行われ,ウェハ上に所定のレジストパターンが形成される。
上述の一連のウェハ処理は,レジスト塗布処理を行うレジスト塗布処理装置,現像処理を行う現像処理装置,上記各種熱処理を行う熱処理装置,各処理装置間のウェハの搬送を行う搬送装置などを搭載した塗布現像処理システムで連続的に行われている。
上述の塗布現像処理システムには,ウェハ処理のスループットを向上するために,上述のレジスト塗布処理装置,現像処理装置及び熱処理装置などが複数台ずつ搭載されている。そして,塗布現像処理システム内で,ウェハ処理が行われる際には,各処理工程において複数枚のウェハが同じ処理を行う複数台の処理装置に順次振り分けられ,それらの処理装置によって複数枚のウェハが同時期に並行して処理されていた(特許文献1参照)。
特開2001−85323号公報
しかしながら,上述のように複数枚のウェハを複数台の処理装置に振り分けて並行して処理する場合,各処理装置間に個体差があるため,処理の行われる処理装置によってウェハの処理後の状態が異なってくる。例えば,レジスト塗布処理の場合には,レジスト液の膜厚が異なり,現像処理の場合には,現像後のレジスト膜の形状や寸法が異なる。また熱処理の場合には,例えばウェハの熱履歴が異なる。
また,上述の場合,同じ種類の処理を行う処理装置であっても,その処理装置の搭載位置などによってウェハの搬送経路や搬送時間が異なってくる。これによっても,ウェハの処理後の状態が影響を受ける。
以上のように,ウェハを複数台の処理装置に振り分けて並行して処理した場合,レジスト塗布処理,現像処理,熱処理などの各処理状態がウェハ相互間でばらつき,最終的に形成されるレジストパターンの寸法にばらつきが生じることがあった。
本発明は,かかる点に鑑みてなされたものであり,レジストパターンの寸法のウェハなどの基板間におけるばらつきを抑制することをその目的とする。
上記目的を達成するための本発明は,基板にレジスト液を塗布する塗布処理装置と,基板の現像処理を行う現像処理装置と,基板の熱処理を行う熱処理装置を少なくとも備え,基板上にレジストパターンを形成する基板の処理システムであって,塗布処理装置,現像処理装置又は熱処理装置の少なくともいずれかの処理装置は,処理を分割して行う複数の処理部を備えていることを特徴とする。
本発明によれば,塗布処理装置,現像処理装置又は熱処理装置のいずれかの処理装置では,複数の処理部において,各種処理を分割して行うことができる。この場合,分割して行う処理において,各基板を同じ経路で処理することができるので,基板の処理後の状態を一定にすることができる。この結果,最終的に形成されるレジストパターンの基板間のばらつきを抑制できる。
前記基板の処理システムは,前記複数の処理部の各処理部に所定の順で基板を搬送し,なおかつ当該複数の処理部内において複数の基板を連続的に搬送可能な基板搬送機構を備えていてもよい。
前記複数の処理部を備えた処理装置には,塗布処理装置が含まれ,前記塗布処理装置は,基板にレジスト液を吐出する吐出処理部と,基板を回転させてレジスト液を基板上に拡散する拡散処理部と,基板を乾燥させる乾燥処理部を有するようにしてもよい。
前記乾燥処理部は,基板の周縁部のレジスト液を除去する機能を有するようにしてもよい。
前記複数の処理部を備えた処理装置には,現像処理装置が含まれ,前記現像処理装置は,基板に現像液を供給する現像液供給処理部と,基板に洗浄液を供給する洗浄液供給処理部と,基板を乾燥させる乾燥処理部を有するようにしてもよい。
前記複数の処理部を備えた処理装置には,熱処理装置が含まれ,前記熱処理装置は,基板を同じ温度で加熱する複数の熱処理部を有するようにしてもよい。
別の観点による本発明は,基板にレジスト液を塗布する塗布処理と,基板の現像処理と,基板の熱処理を少なくとも含み,基板上にレジストパターンを形成する基板の処理方法であって,塗布処理,現像処理又は熱処理の少なくともいずれかの処理は,処理を分割して行う複数の処理部に,基板を順次搬送することにより行われることを特徴とする。
前記複数の処理部で分割して行われる処理には,塗布処理が含まれ,前記塗布処理では,基板にレジスト液を吐出する吐出処理と,基板を回転させてレジスト液を基板上に拡散する拡散処理と,基板を乾燥させる乾燥処理が,各処理部で行われるようにしてもよい。
前記乾燥処理を行う処理部では,基板の周縁部のレジスト液を除去する処理が行われるようにしてもよい。
前記複数の処理部で分割して行われる処理には,現像処理装置が含まれ,前記現像処理では,基板に現像液を供給する現像液供給処理と,基板に洗浄液を供給する洗浄液供給処理と,基板を乾燥させる乾燥処理が,前記各処理部で行われるようにしてもよい。
前記複数の処理部で分割して行われる処理には,熱処理が含まれ,前記熱処理は,基板を同じ温度で加熱する複数の熱処理部で行われるようにしてもよい。
別の観点による本発明によれば,上述の基板の処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムが提供される。
本発明によれば,レジストパターンが基板間において均一に形成されるので,歩留まりを向上できる。
以下,本発明の好ましい実施の形態について説明する。図1は,本実施の形態にかかる基板の処理システムとしての塗布現像処理システム1の構成の概略を示す平面図である。図2は,塗布現像処理システム1の正面図であり,図3は,塗布現像処理システム1の背面図である。
塗布現像処理システム1は,図1に示すように複数枚のウェハWをカセット単位で外部から塗布現像処理システム1に対して搬入出したり,カセットCに対してウェハWを搬入出したりするカセットステーション2と,フォトリソグラフィー工程の各種処理を施す複数の各種処理装置を多段に配置している処理ステーション3と,この処理ステーション3に隣接して設けられている図示しない露光装置との間でウェハWの受け渡しをするインターフェイスステーション4とを一体に接続した構成を有している。
カセットステーション2には,複数のカセットCを載置するカセット載置台10が設けられている。また,カセットステーション2には,例えばカセットCと後述する処理ステーション3の主搬送装置23との間でウェハWを搬送するウェハ搬送体11が設けられている。
処理ステーション3には,その中央部にY方向(図1の左右方向)に沿って延びる搬送部20が形成されている。その搬送部20のX方向(図1の上下方向)の両側には,複数の処理装置が収容された2つの処理領域21,22が配置されている。搬送部20には,Y方向に移動自在な主搬送装置23が設けられており,主搬送装置23は,後述する第1及び第2の処理領域21,22の任意の処理装置間でウェハWを搬送できる。また,主搬送装置23は,第1及び第2の処理領域21,22の各種処理装置と,カセットステーション2のウェハ搬送体11及び後述するインターフェイスステーション4のウェハ搬送体151との間でもウェハWを搬送できる。
第1の処理領域21は,処理ステーション3のX方向負方向(図1の下方向)側である正面側に設けられている。第1の処理領域21は,例えば図2に示すように上下の6段構造を有し,各段に単数又は複数の処理装置が搭載されている。例えば最下段の第1段A1には,露光処理時の光の反射を防止するための反射防止膜を形成する3つのボトムコーティング装置30,31,32がカセットステーション2側からインターフェイスステーション4側(Y方向正方向側)に向けて順に設けられている。第2段A2には,ウェハWにレジスト液を塗布する3つの塗布処理装置としてのレジスト塗布装置40,41,42がY方向正方向側に向けて順に設けられている。
第3段A3と第4段A4には,本発明が適用される加熱処理装置50,60が設けられている。第5段A5には,例えばウェハWを疎水化処理するためのアドヒージョン装置70,ウェハWを冷却する3つの冷却装置71,72,73がY方向正方向側に向けて順に設けられている。第6段A6には,例えば第5段A5と同様にアドヒージョン装置80,冷却装置81,82,83がY方向正方向側に向けて順に設けられている。
第2の処理領域22は,処理ステーション3のX方向正方向(図1の上方向)側である背面側に設けられている。第2の処理領域22は,例えば図3に示すように第1の処理領域21と同様に上下の6段構造を有し,その各段に単数又は複数の処理装置が搭載されている。例えば最下段の第1段B1には,例えばウェハWを現像処理する3つの現像処理装置90,91,92がY方向正方向側に向けて順に設けられている。第2段B2には,例えば第1段B1と同様に3つの現像処理装置100,101,102がY方向正方向側に向けて順に設けられている。
第3段B3と第4段B4には,加熱処理装置110,120が設けられている。第5段B5には,例えば4つの冷却装置130,131,132,133がY方向正方向側に向けて順に設けられている。第6段B6は,例えば第5段B5と同様に4つの冷却装置140,141,142,143がY方向正方向側に向けて順に設けられている。
インターフェイスステーション4には,例えば図1に示すようにウェハWの周辺部を露光する周辺露光装置150が設けられている。また,インターフェイスステーション4の中央部には,上述の主搬送装置23と,周辺露光装置150及び図示しない露光装置との間でウェハWの搬送を行うウェハ搬送体151が設けられている。
次に,上述した加熱処理装置50の構成について説明する。加熱処理装置50は,図4に示すようにY方向に長い平板状の基台160を有している。その基台160上には,ウェハWを載置して加熱する例えば4つの熱処理部としての熱処理板161,162,163,164がY方向正方向側に向けて順に並べて設けられている。
例えば第1の熱処理板161は,図5に示すように厚みのある円盤状に形成されている。第1の熱処理板161の内部には,給電により発熱するヒータ165が内蔵されている。このヒータ165により第1の熱処理板161を所定温度に設定できる。その他の第2の熱処理板162,第3の熱処理板163及び第4の熱処理板164は,第1の熱処理板161と同様の構成を有し,円盤状でなおかつ内部にヒータ165を備えている。なお,各熱処理板161〜164の温度制御は,例えば後述する制御部190により行われている。
図4に示すように基台160の表面には,Y方向に平行に延びる2本の溝170が形成されている。溝170は,第1〜第4の熱処理板161〜164上を通るように形成されている。溝170内には,第1の熱処理板161と第2の熱処理板162との間のウェハWの搬送を行う第1の搬送部材群D1と,第2の熱処理板162と第3の熱処理板163との間のウェハWの搬送を行う第2の搬送部材群D2と,第3の熱処理板163と第4の熱処理板164との間のウェハWの搬送を行う第3の搬送部材群D3が設けられている。
第1の搬送部材群D1は,例えば4つの搬送部材180から構成されている。搬送部材180は,各溝170に2つずつ配置されている。各搬送部材180は,例えば図6に示すように方形の平板状のスライダ部180aと,スライダ部180aに設けられたピン部180bを備えている。ピン部180bは,例えばスライダ部180aの中央に形成された孔180cに設けられており,例えばスライダ部180aに内蔵されたシリンダなどの昇降駆動部180dにより昇降できる。ピン部180bは,溝170内から熱処理板161,162の上方まで突出できる。スライダ部180aは,例えば内蔵されたモータなどの水平駆動部180eにより溝170内を水平移動できる。第1の搬送部材群D1の搬送部材180は,ピン部180bによりウェハWを支持した状態で,スライダ部180aをY方向に移動させて,第1の熱処理板161と第2の熱処理板162との間でウェハWを搬送できる。
第2の搬送部材群D2及び第3の搬送部材群D3は,上記第1の搬送部材群D1と同様の構成を有している。第2の搬送部材群D2は,4つの搬送部材181から構成され,各搬送部材181は,図6に示すようにスライダ部181a,ピン部181b,孔181c,昇降駆動部181d及び水平駆動部181eを有している。第3の搬送部材群D3は,4つの搬送部材182から構成され,各搬送部材182は,スライダ部182a,ピン部182b,孔182c,昇降駆動部182d及び水平駆動部182eを有している。なお,本実施の形態においては,第1〜第3の搬送部材群D1〜D3により基板搬送機構が構成されている。
なお,本実施の形態において加熱処理装置60,110,120は,上記加熱処理装置50と同じ構成を有しているので,説明を省略する。
以上のような塗布現像処理システム1で行われるウェハ処理の制御は,例えば図1に示すようにカセットステーション2に設けられた制御部190によって行われる。制御部190は,例えばコンピュータであり,プログラム格納部を有している。そのプログラム格納部には,上述の加熱処理装置50の各熱処理板161〜164のヒータ165や搬送部材180〜182などの動作を制御して所定のレシピのウェハ処理を実行するプログラムPが格納されている。なお,このプログラムPは,コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって,その記録媒体から制御部190にインストールされたものであってもよい。
次に,以上のように構成された塗布現像処理システム1で行われる処理プロセスについて説明する。
先ず,ウェハ搬送体11によって,カセット載置台10上のカセットCから複数枚のウェハWが連続的に取り出され,処理ステーション3の主搬送装置23に受け渡される。各ウェハWは,主搬送装置23によって例えば第1の処理領域21の第6段A6のアドヒージョン装置80に順次搬送され,疎水化処理され,その後冷却装置81に搬送されて冷却される。その後,ウェハWは,例えば第2段A2のレジスト塗布装置40に搬送され,レジスト膜が形成される。レジスト膜が形成されたウェハWは,主搬送装置23によって順次第3段A3の加熱処理装置50に搬送され,熱処理(プリベーキング処理)が施される。本実施の形態におけるプリベーキング処理は,例えばウェハWに対してT℃の設定温度でS秒間の加熱を行うものとする。
レジスト膜の形成されたウェハWは,主搬送装置23によって図1に示すように加熱処理装置50のY方向負方向側にある第1の熱処理板161に順次搬送される。このとき,ウェハWは,主搬送装置23から図7に示すように予め上昇して待機していた第1の搬送部材群D1の搬送部材180のピン部180bに受け渡される。その後,ピン部180bが下降して,ウェハWが,T℃に温度設定された第1の熱処理板161上に載置される。ウェハWは,この第1の熱処理板161上で例えばS/4秒間加熱される。加熱が終了すると,ピン部180bが上昇して,ウェハWが第1の熱処理板161から持ち上げられる。次に搬送部材180のスライダ部180aがY方向正方向側に移動し,ウェハWが第2の熱処理板162の上方まで移動される(図7に点線で示す)。その後,搬送部材180のピン部180bが下降し,ウェハWがT℃に温度設定された第2の熱処理板162上に載置される。
第2の熱処理板162上に載置されたウェハWは,ここでもS/4秒間加熱される。この間,第1の搬送部材群D1の搬送部材180は,元の第1の熱処理板161の位置に戻され,次のウェハWを受け取るために待機する。また,第2の搬送部材群D2の搬送部材181は第2の熱処理板162の位置に移動して待機する。
その後,第2の熱処理板162上のウェハWは,図8に示すように搬送部材181のピン部181bにより持ち上げられ,その後スライダ部181aがY方向正方向側に移動して,ウェハWが第3の熱処理板163の上方まで搬送される。その後,ピン部181bが下降し,ウェハWがT℃に温度設定された第3の熱処理板163上に載置される。
第3の熱処理板163上に載置されたウェハWは,S/4秒間加熱される。この間に,例えば第2の搬送部材群D2の搬送部材181は,元の第2の熱処理板162の位置に戻され,次のウェハWを受け取るために待機する。また,第3の搬送部材群D3の搬送部材182は第3の熱処理板163の位置に移動して待機する。
第3の熱処理板163上のウェハWは,図9に示すように搬送部材182のピン部182bにより持ち上げられ,その後スライダ部182aがY方向正方向側に移動して,ウェハWが第4の熱処理板164の上方まで搬送される。その後,ピン部182bが下降し,ウェハWがT℃に温度設定された第4の熱処理板164上に載置され,S/4秒間加熱される。
第4の熱処理板164の加熱が終了すると,ウェハWが搬送部材182のピン部182bにより持ち上げられ,主搬送装置23に受け渡される。そしてウェハWは,加熱処理装置50から搬出され,ウェハWに対してT℃で合計S秒間のプリベーキング処理が終了する。この加熱処理装置50には,ウェハWが連続的に投入され,それらのウェハWが各熱処理板161〜164に直列的に連続して搬送される。このように加熱処理装置50では,複数枚のウェハWが同時期に連続して処理される。
プリベーキング処理の終了したウェハWは,主搬送装置23によって例えば第6段A6の冷却装置82に搬送され,冷却される。その後,ウェハWは,インターフェイスステーション4のウェハ搬送体151に受け渡され,周辺露光装置150で周辺露光処理され,その後露光装置に搬送される。露光装置で露光処理の終了したウェハWは,ウェハ搬送体151によって処理ステーション3に戻され,主搬送装置23によって例えば第2の処理領域22の第3段B3の加熱処理装置110に搬送される。加熱処理装置110では,例えば上述の加熱処理装置50と同様に,複数枚のウェハWが順次4つの熱処理板に搬送されて,所定の熱処理(ポストエクスポージャーベーキング処理)が行われる。
ポストエクスポージャーベーキング処理が終了したウェハWは,主搬送装置23によって例えば第6段B6の冷却装置140に搬送され,冷却された後,例えば第2段B2の現像処理装置100に搬送され,現像処理される。現像処理の終了したウェハWは,第4段B4の加熱処理装置120に搬送され,例えば上述の加熱処理装置50と同様に,複数枚のウェハWが順次4つの熱処理板に搬送されて,所定の熱処理(ポストベーキング処理)が行われる。
その後,ウェハWは,主搬送装置23によって例えば第5段B5の冷却装置130に搬送され,冷却された後,主搬送装置23によりカセットステーション2のウェハ搬送体11に受け渡される。その後,ウェハWは,ウェハ搬送体11によってカセットCに戻されて,レジストパターンを形成する一連のウェハ処理が終了する。
以上の実施の形態によれば,加熱処理装置50に直列的に配置された4つの熱処理板161〜164が設けられ,その熱処理板161〜164においてプリベーキング処理を分割して行うことができる。この場合,各ウェハWが同じ経路を通って熱処理されるので,ウェハ間の熱履歴のばらつきを防止できる。この結果,最終的にウェハW上に形成されるレジストパターンの寸法のウェハW間のばらつきを抑制できる。また,加熱処理装置50には,隣り合う熱処理板161〜164の間の各区間のウェハWの搬送を行う搬送部材群D1〜D3が設けられたので,各熱処理板161〜164にウェハWを順次搬送でき,複数枚のウェハWを同時期に連続して処理することができる。この結果,一つの熱処理を分割して直列的に行ったことによるスループットの低下も防止できる。
以上の実施の形態において,熱処理板161〜164相互間のウェハWの搬送を行う搬送部材180〜182は,ウェハ面内の同じ位置を支持していたが,各搬送部材180,181,182がウェハ面内の異なる位置を支持するようにしてもよい。例えば図10に示すように第2の搬送部材群D2の搬送部材181は,第1の搬送部材群D1の搬送部材180よりもウェハWの外周側の位置を支持し,第3の搬送部材群D3の搬送部材182は,第1の搬送部材群D1の搬送部材180よりもウェハWの中心側の位置を支持する。こうすることにより,ウェハWが4つの熱処理板161〜164で順に加熱される際に,ウェハWと各搬送部材180,181,182との接触位置が変えられるので,搬送部材180〜182との接触によりウェハWの一部の温度が低下することが抑制され,ウェハ面内の温度のばらつきが抑制される。この結果,ウェハWの熱処理がウェハ面内で均一に行われる。
また,図11に示すように隣り合う熱処理板161〜164の間の区間毎に,基台160上のX方向の位置が異なる溝190,191,192をそれぞれ2本ずつ形成し,その溝190,191,192に,搬送部材180,181,182を設けるようにしてもよい。こうすることによっても,各搬送部材180〜182がウェハWを支持する位置をX方向にずらすことができる。
以上の実施の形態では,搬送部材180〜182がピン部によってウェハWを支持していたが,複数本のワイヤ部によって支持するようにしてもよい。この場合,例えば図12に示すように隣り合う熱処理板161〜164の間の区間毎に,それぞれワイヤ部を備える搬送部材200,201,202が設けられる。例えば第1の搬送部材200は,基台160上にX方向に沿って形成された2本のワイヤ部200aと,基台160の両側面においてワイヤ部200aの端部を保持する保持部200bを備えている。例えば保持部200bは,例えば内部に設けられたシリンダなどの昇降駆動部200cにより昇降できる。また,保持部200bは,例えば基台160の側面にY方向に形成されたレール210上に設けられ,例えば保持部200bの内部に設けられたモータなどの水平駆動部200dによりそのレール210上を移動できる。
また,保持部200bの内部には,例えば図13に示すようにモータ200eによってガイド軸200f上をY方向に移動する2つの移動体200gが設けられている。その各移動体200gには,ワイヤ部200aが一本ずつ保持されている。これにより,二本のワイヤ部200aは,左右に開閉可能であり,二本のワイヤ部200aを開いてその間にウェハWを上下方向に通過させることができる。
他の第2の搬送部材201と第3の搬送部材202は,第1の搬送部材200と同様の構成を有している。例えば第2の搬送部材201は,図12及び図13に示すようにワイヤ部201a,保持部201b,昇降駆動部201c,水平駆動部201d,モータ201e,ガイド軸201f及び移動体201gを備えている。第3の搬送部材202は,ワイヤ部202a,保持部202b,昇降駆動部202c,水平駆動部202d,モータ202e,ガイド軸202f及び移動体202gを備えている。
また,各熱処理板161〜164の中央部には,図14に示すように複数の孔220が形成されており,その孔220には,ウェハWを支持して昇降する昇降ピン221a,221b,221c,221dがそれぞれ設けられている。
そして,加熱処理装置50において加熱処理を行う際には,先ず主搬送装置23から予め上昇して待機していた第1の熱処理板161の昇降ピン221aにウェハWが受け渡され,昇降ピン221aによりウェハWが第1の熱処理板161上に載置される。このとき,図15に示すように第1の搬送部材200の二本のワイヤ部200aは,第1の熱処理板161上でウェハWの径よりも広く開かれている(このときのワイヤ部200aの位置は,図15の熱処理板161上の点線で示す。)。第1の熱処理板161における加熱が終了すると,ウェハWが昇降ピン221aにより持ち上げられる。その後,二本のワイヤ部200aの間が狭められ,ワイヤ部200aがウェハWの下面側に位置される。この状態で,例えばワイヤ部200aが上昇し,ウェハWがワイヤ部200a上に支持される(このときのワイヤ部200aの位置は,図15の熱処理板161上の実線で示す。)。
ウェハWがワイヤ部200aに支持されると,保持部200bがY方向に移動して,ウェハWが第2の熱処理板162上まで移動する(このときのワイヤ部200aの位置は,図15の熱処理板162上の点線で示す。)。次に,例えばワイヤ部200aが下降し,ウェハWが予め上昇して待機していた昇降ピン221bに支持される。その後,二本のワイヤ部200aが再び開いて,ウェハWの外側に退避する(このときのワイヤ部200aの位置は,図15の熱処理板162上の実線で示す。)。その後に昇降ピン221bが下降してウェハWが第2の熱処理板162上に載置される。ワイヤ部200aは,第2の熱処理板162上から第1の熱処理板161上に戻され,次のウェハWの搬送を行うために待機する。
第2の熱処理板162に載置されたウェハWは,所定時間加熱された後,昇降ピン221bにより持ち上げられる。その後,上述の第1の搬送部材200によるウェハWの搬送と同様に,第2の搬送部材201のワイヤ部201aに受け渡され,第3の熱処理板163上に搬送され,第3の熱処理板163の昇降ピン221cに受け渡される。その後,ウェハWは,昇降ピン221cにより第3の熱処理板163上に載置され,加熱される。
その後,同様にして,ウェハWが昇降ピン221c及び第3の搬送部材202により第4の熱処理板164上に搬送され,第4の熱処理板164の昇降ピン221dに受け渡される。そして,ウェハWは,昇降ピン221dにより第4の熱処理板164上に載置され,加熱される。加熱の終了したウェハWは,昇降ピン221dから主搬送装置23に受け渡され,一連の熱処理が終了する。
この例によっても,ワイヤ部を有する各搬送部材200,201,202によって各熱処理板161〜164間のウェハWの搬送を適正に行うことができる。また,ワイヤ部200a,201a,202aによってウェハWを支持するので,ウェハWとの接触面積が小さくなり,搬送部材200,201,202の熱的影響によりウェハ面内に温度斑ができることを抑制できる。
上述のワイヤ部を有する搬送部材200〜202を用いた例において,搬送部材200,201,202同士のウェハWを支持する位置を変えるようにしてもよい。この場合,二本のワイヤ部200a,201a,202aのそれぞれの間隔を変えて,ウェハWとの接触位置を変えるようにしてもよい。こうすることにより,搬送部材200〜202の熱的影響によりウェハ面内の温度がばらつくことが抑制され,ウェハWを均一に加熱できる。
以上の実施の形態で記載した熱処理板161〜164は,複数の領域に分割され,その各熱処理板161〜164の各領域毎に温度調節するようにしてもよい。図16はかかる一例を示すものであり,例えば各熱処理板161〜164が径方向の放射状に4つの領域R1,R2,R3,R4に分割され,その各領域R1〜R4毎にそれぞれ別個のヒータ230が設けられる。各熱処理板161〜164の各領域R1〜R4の総てのヒータ230は,例えば制御部190により別個に制御され,各熱処理板161〜164の各領域R1〜R4の温度がそれぞれ独立して調整される。制御部190による各熱処理板161〜164の温度調整は,総ての熱処理板161〜164に搬送されたウェハWの面内の熱履歴が均一になるように行われる。
この場合,例えば一つの熱処理板で生じるウェハ面内の温度斑を,複数の熱処理板161〜164の各領域R1〜R4の温度設定により補正し,最終的なウェハ面内の熱履歴を一定にすることができる。この結果,最終的にウェハW上に形成されるレジストパターンの寸法をウェハ面内で均一に揃えることができる。
熱処理板161〜164のうちの少なくとも一つの熱処理板は,分割パターンが異なるようにしてもよい。例えば図17に示すように第1〜第3の熱処理板161〜163が放射状に分割されている場合に,第4の熱処理板164が多重の同心円状に分割されていてもよい。また,図18に示すように例えば第4の熱処理板164は,複数の平行な直線により分割されていてもよい。このように異なる分割パターンの熱処理板を組み合わせて用いることにより,ウェハ面内の温度補正をより細かく行うことができ,ウェハ面内の熱履歴をより厳密に揃えることができる。なお,この場合の分割パターンの形状やその分割パターンの組み合わせは,任意に選択でき,例えば総ての熱処理板の分割パターンが異なるようにしてもよい。
以上の実施の形態では,加熱処理装置50の熱処理板161〜164が水平方向に並べて設けられていたが,垂直方向に並べて設けられていてもよい。かかる場合,例えば図19に示すように4つの熱処理部250,251,252,253が垂直方向に並べて配置される。熱処理部250〜253は,例えば下から上に向けて左右(Y方向)交互に千鳥状に配置される。
最下段の第1の熱処理部250は,例えば図20に示すように基台250aと,その基台250a上に設けられた熱処理板250bを備えている。熱処理板250bの中央には,複数の孔250cが形成され,それらの孔250c内には,熱処理板250bの上方まで昇降可能な昇降ピン250dが設けられている。
下から2段目の第2の熱処理部251は,例えば図21に示すように第1の熱処理部250と同様に基台251aと,熱処理板251bと,孔251cと,昇降ピン251dを備えている。また,第2の熱処理部251の熱処理板251bは,基台251aに対してY方向正方向に移動可能であり,図22に示すように第1の熱処理部250の上方の位置まで突出できる。また,熱処理板251bには,Y方向正方向側の端部から孔251cに通じる切り欠き251eが形成されている。この切り欠き251eにより,熱処理板251bが第1の熱処理部250の上方の位置に突出した際に熱処理板251bと第1の熱処理部250の昇降ピン250dが干渉することを防止できる。
第3の熱処理部252と第4の熱処理部253は,第2の熱処理部251と同様の構成を有している。第3の熱処理部252は,図21に示すように基台252aと,熱処理板252bと,孔252cと,昇降ピン252dと,切り欠き252eを備えている。熱処理板252bは,基台252aに対してY方向負方向側の第2の熱処理部251の上方の位置まで移動できる。第4の熱処理部253は,基台253aと,熱処理板253bと,孔253cと,昇降ピン253dと,切り欠き253eを備えている。熱処理板253bは,基台253aに対してY方向正方向側の第3の熱処理部252の上方の位置まで移動できる。
そして,加熱処理装置50においてプリベーキング処理が行われる際には,先ずウェハWが第1の熱処理部250の熱処理板250b上に載置され,加熱される。図19には,この熱処理におけるウェハWの移動順路を矢印により示す。その後,図22に示すように昇降ピン250dにより第2の熱処理部251と同じ高さまでウェハWが持ち上げられる。第2の熱処理部251の熱処理板251aがY方向正方向に水平移動し,ウェハWの下方の位置まで移動する。続いて昇降ピン250dが下降し,ウェハWが熱処理板251b上に載置される。熱処理板251bは,基台251a上に戻されて,ウェハWが加熱される。
第2の熱処理部251の加熱が終了すると,昇降ピン251dによりウェハWが第3の熱処理部252と同じ高さまで持ち上げられる。次に,第3の熱処理部252の熱処理板252bがY方向負方向側に水平移動し,ウェハWの下方の位置まで移動する。その後昇降ピン251dが下降し,ウェハWが熱処理板252b上に載置され,熱処理板252bが基台252a上に戻されて,ウェハWが加熱される。
同様にして,第3の熱処理部252の加熱が終了すると,昇降ピン252dによりウェハWが第4の熱処理部253と同じ高さまで持ち上げられる。その後,第4の熱処理部253の熱処理板253bがY方向正方向側に移動し,ウェハWの下方の位置まで移動する。昇降ピン252dが下降し,ウェハWが熱処理板253b上に載置され,熱処理板253bが基台253a上に戻されてウェハWが加熱される。その後,第4の熱処理部253からウェハWが搬出され,一連のプリベーキング処理が終了する。
かかる例においても,プリベーキング処理が分割して行われ,各ウェハWが同じ経路で熱処理されるので,最終的に形成されるレジストパターンのウェハ間のばらつきを低減できる。
以上の実施の形態では,プリベーキング処理が4つの熱処理板を用いて4つに分割されて行われていたが,その数は4つに限られず任意に選択できる。
以上の実施の形態では,主にレジスト塗布処理後のプリベーキング処理を分割する例について説明したが,塗布現像処理システム1で行われる他の熱処理,例えばポストエクスポージャーベーキング処理やポストベーキング処理を分割して行ってもよい。また,塗布現像処理システム1で行われる冷却処理を分割して行ってもよい。
また,以上の実施の形態では,塗布現像処理システム1で行われる熱処理を分割して行っていたが,レジスト塗布処理を分割して行ってもよい。かかる場合,例えば図23に示すように塗布現像処理システム1の処理ステーション3の第1の処理領域21の第2段A2に,一台のレジスト塗布装置260が設けられる。レジスト塗布装置260は,例えば図24及び図25に示すようにケーシング260a内に3つの処理部である吐出処理部261,拡散処理部262,乾燥処理部263を備えている。この吐出処理部261,拡散処理部262,乾燥処理部263は,例えばY方向正方向側に向けてこの順に並べて設けられている。
吐出処理部261は,例えばウェハWを水平に保持するチャック261aを備えている。チャック261aの中央部の上方には,レジスト液を吐出する第1のノズル261bが設けられている。第1のノズル261bは,例えば供給管261cによってレジスト液供給源261dに接続されている。
拡散処理部262は,例えばウェハWを水平に保持し回転させるスピンチャック262aを備えている。スピンチャック262aの周囲には,ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め,回収するカップ262bが設けられている。カップ262bの下面には,回収した液体を排出する排出管262cと,カップ262b内の雰囲気を排気する排気管262dが接続されている。
乾燥処理部263は,例えばウェハWを水平に保持し回転させるスピンチャック263aを備えている。スピンチャック263aの周囲には,カップ263bが設けられている。カップ263bの下面には,排出管263cと,排気管263dが接続されている。スピンチャック263aに保持されるウェハWの周縁部の上方には,レジスト液の溶剤を吐出する第2のノズル263eが設けられている。第2のノズル263eは,例えば供給管263fによって溶剤供給源263gに接続されている。これにより,第2のノズル263eからウェハWの周縁部に溶剤を吐出して,ウェハWの周縁部のレジスト液を溶解して除去することができる。
レジスト塗布装置260は,以上のように構成されている。このレジスト塗布装置260においてレジスト塗布処理が行われる際には,先ずウェハWが主搬送装置23によりレジスト塗布装置260の吐出処理部261に搬送される。吐出処理部261では,ウェハWがチャック261aに吸着保持され,そのウェハWの中心部に第1のノズル261bから所定量のレジスト液が供給される。
次に,例えば主搬送装置23によりウェハWが拡散処理部262に搬送される。拡散処理部262では,ウェハWがスピンチャック262aに吸着保持され,所定の回転速度で回転される。これにより,ウェハW上のレジスト液が外方向に拡散し,ウェハWの表面に所定の膜厚のレジスト膜が形成される。
続いてウェハWは,例えば主搬送装置23によって乾燥処理部263に搬送される。乾燥処理部263では,ウェハWがスピンチャック263aに吸着保持され,高速回転される。これにより,ウェハW上のレジスト膜が乾燥される。また,第2のノズル263eからウェハWの周縁部に溶剤が供給され,ウェハWの周縁部の不要なレジスト膜が除去される。
乾燥処理部263の乾燥処理が終了したウェハWは,主搬送装置23によりレジスト塗布装置260から搬出され,一連のレジスト塗布処理が終了する。レジスト塗布装置260には,例えば主搬送装置23によってウェハWが連続的に搬入され,それらのウェハWが順次各処理部261,262,263に搬送され,複数枚のウェハWが同時期に連続して処理される。
この例によれば,レジスト塗布処理を3つの処理部261〜263において分割して行うことができる。この場合,各ウェハWが同じ経路を通ってレジスト塗布処理されるので,各ウェハWに同じ膜厚のレジスト膜を形成できる。このようにウェハ間で同じ膜厚のレジスト膜を形成した結果,その後の露光処理や現像処理も均一に行われるので,最終的にウェハW上に形成されるレジストパターンも均一化できる。
なお,前記例では,3つの処理部261〜263間のウェハWの搬送を主搬送装置23によって行っていたが,レジスト塗布装置260内に副搬送装置を設けて,その副搬送装置によってウェハWを順次各処理部261,262,263に搬送するようにしてもよい。
レジスト塗布処理の他に,塗布現像処理システム1で行われる現像処理についても分割して行ってもよい。かかる場合,例えば図26に示すように塗布現像処理システム1の処理ステーション3の第2の処理領域22の第1段B1及び第2段B2に,それぞれ現像処理装置270が設けられる。現像処理装置270は,例えば図27及び図28に示すようにケーシング270a内に3つの処理部である現像液供給処理部271,洗浄液供給処理部272,乾燥処理部273を備えている。これらの現像液供給処理部271,洗浄液供給処理部272,乾燥処理部273は,Y方向正方向側に向けてこの順に並べて設けられている。
現像液供給処理部271は,例えばウェハWを水平に保持して回転させるスピンチャック271aを備えている。例えばスピンチャック271aの中央部の上方には,現像液を吐出する第1のノズル271bが設けられている。第1のノズル271bは,例えば供給管271cによって現像液供給源271dに接続されている。スピンチャック271aの周囲には,ウェハWから飛散又は落下する液体を受け止め,回収するカップ271eが設けられている。カップ271eの下面には,回収した液体を排出する排出管271fと,カップ271e内の雰囲気を排気する排気管271gが接続されている。
洗浄液供給処理部272は,例えばウェハWを水平に保持し回転させるスピンチャック272aを備えている。スピンチャック272aの中央部の上方には,純水などの洗浄液を吐出する第2のノズル272bが設けられている。第2のノズル272bは,例えば供給管272cによって洗浄液供給源272dに接続されている。スピンチャック272aの周囲には,カップ272eが設けられている。カップ272eの下面には,排出管272fと,排気管272gが接続されている。
乾燥処理部273は,例えばウェハWを水平に保持し回転させるスピンチャック273aを備えている。スピンチャック273aの周囲には,カップ273bが設けられている。カップ273bの下面には,排出管273cと,排気管273dが接続されている。
現像処理装置270は,以上のように構成されている。この現像処理装置270において現像処理が行われる際には,先ずウェハWが主搬送装置23により現像液供給処理部271に搬送される。現像液供給処理部271では,ウェハWがスピンチャック271aに吸着保持され,所定の回転速度で回転される。その回転されたウェハWの中央部に第1のノズル271bから現像液が吐出される。これにより,ウェハWの表面の全面に現像液が供給される。
次に,例えば主搬送装置23によりウェハWが洗浄液供給処理部272に搬送される,洗浄液供給処理部272では,ウェハWがスピンチャック272aに吸着保持され,回転される。その回転されたウェハWの中央部に第2のノズル272bから洗浄液が吐出される。これにより,ウェハW上の現像液が洗浄液に置換され,現像が停止される。
続いてウェハWは,例えば主搬送装置23によって乾燥処理部273に搬送される。乾燥処理部273では,ウェハWがスピンチャック273aに吸着保持され,高速回転される。これにより,ウェハW上の洗浄液が振り切られ,ウェハWが乾燥される。
乾燥処理部273で乾燥処理の終了したウェハWは,主搬送装置23により現像処理装置270から搬出され,一連の現像処理が終了する。現像処理装置270には,例えば主搬送装置23によってウェハWが連続的に搬入され,それらのウェハWが順次各処理部271,272,273に搬送され,複数枚のウェハWが同時期に連続して処理される。
この例によれば,現像処理を3つの処理部271〜273で分割して行うことができる。この場合,各ウェハWが同じ経路を通って現像処理されるので,各ウェハWのレジスト膜に同じ現像が施される。この結果,最終的にウェハW上に形成されるレジストパターンのウェハ間のばらつきが低減される。
なお,前記例では,3つの処理部271〜273間のウェハWの搬送を主搬送装置23によって行っていたが,現像処理装置270内に副搬送装置を設けて,その副搬送装置によってウェハWを順次各処理部271,272,273に搬送するようにしてもよい。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが,本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において,各種の変更例または修正例に相到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば以上の実施の形態では,例えばプリベーキング処理,ポストエクスポージャーベーキング処理及びポストベーキング処理の熱処理や,レジスト塗布処理,現像処理を,複数の処理部で分割して行っていたが,本発明は,かかる処理に限られず,塗布現像処理システム1で行われるフォトリソグラフィー工程の他の処理についても複数の処理部で分割して行ってもよい。例えばレジスト塗布処理の前にボトムコーティング処理を行う場合には,ボトムコーティング処理や,その直後の加熱処理や冷却処理を,複数の処理部で分割して行ってもよい。またアドヒージョン処理や,その直後の冷却処理についても複数の処理部で分割して行ってもよい。また,塗布現像処理システム1で行われる上述の総ての処理を分割して行ってもよいし,そのうちのいずれかの任意の数の処理を分割して行ってもよい。
本発明は,ウェハ以外の例えばFPD(フラットパネルディスプレイ),フォトマスク用のマスクレチクルなどの他の基板の処理システムに適用してもよい。
本発明は,レジストパターンの基板間のばらつきを抑制する際に有用である。
本実施の形態にかかる塗布現像処理システムの構成の概略を示す平面図である。 塗布現像処理システムの正面図である。 塗布現像処理システムの背面図である。 加熱処理装置の構成の概略を示す平面図である。 基台と熱処理板の縦断面図である。 搬送部材の構成を示す説明図である。 第1の熱処理板から第2の熱処理板までのウェハの搬送を説明するための基台の縦断面図である。 第2の熱処理板から第3の熱処理板までのウェハの搬送を説明するための基台の縦断面図である。 第3の熱処理板から第4の熱処理板までのウェハの搬送を説明するための基台の縦断面図である。 搬送部材の位置を変えた場合の加熱処理装置の平面図である。 複数の溝を設けた場合の加熱処理装置の平面図である。 ワイヤ部を有する搬送部材を用いる場合の加熱処理装置内の斜視図である。 搬送部材の保持部内の構成を示す横断面の説明図である。 加熱処理装置の平面図である。 第1の熱処理板から第2の熱処理板までのウェハの搬送を説明するための基台と熱処理板の縦断面図である。 熱処理板を分割した場合の加熱処理装置の模式図である。 熱処理板の分割パターンを示す加熱処理装置の模式図である。 熱処理板の分割パターンを示す加熱処理装置の模式図である。 垂直方向に熱処理部を配置した加熱処理装置の概略を示す模式図である。 第1の熱処理部の構成を示す斜視図である。 第2の熱処理部の構成を示す斜視図である。 熱処理板が移動した状態を示す第1の熱処理部と第2の熱処理部の斜視図である。 複数の処理部を有するレジスト塗布装置が搭載された塗布現像処理システムの正面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す縦断面図である。 レジスト塗布装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。 複数の処理部を有する現像処理装置が搭載された塗布現像処理システムの背面図である。 現像処理装置の構成の概略を示す縦断面図である。 現像処理装置の構成の概略を示す横断面の説明図である。
符号の説明
1 塗布現像処理システム
50 加熱処理装置
160 基台
161〜164 熱処理板
180〜182 搬送部材
D1〜D3 搬送部材群
W ウェハ

Claims (12)

  1. 基板にレジスト液を塗布する塗布処理装置と,基板の現像処理を行う現像処理装置と,基板の熱処理を行う熱処理装置を少なくとも備え,基板上にレジストパターンを形成する基板の処理システムであって,
    塗布処理装置,現像処理装置又は熱処理装置の少なくともいずれかの処理装置は,処理を分割して行う複数の処理部を備えていることを特徴とする,基板の処理システム。
  2. 前記複数の処理部の各処理部に所定の順で基板を搬送し,なおかつ当該複数の処理部内において複数の基板を連続的に搬送可能な基板搬送機構を備えていることを特徴とする,請求項1に記載の基板の処理システム。
  3. 前記複数の処理部を備えた処理装置には,塗布処理装置が含まれ,
    前記塗布処理装置は,基板にレジスト液を吐出する吐出処理部と,基板を回転させてレジスト液を基板上に拡散する拡散処理部と,基板を乾燥させる乾燥処理部を有することを特徴とする,請求項1又は2のいずれかに記載の基板の処理システム。
  4. 前記乾燥処理部は,基板の周縁部のレジスト液を除去する機能を有することを特徴とする,請求項3に記載の基板の処理システム。
  5. 前記複数の処理部を備えた処理装置には,現像処理装置が含まれ,
    前記現像処理装置は,基板に現像液を供給する現像液供給処理部と,基板に洗浄液を供給する洗浄液供給処理部と,基板を乾燥させる乾燥処理部を有することを特徴とする,請求項1〜4のいずれかに記載の基板の処理システム。
  6. 前記複数の処理部を備えた処理装置には,熱処理装置が含まれ,
    前記熱処理装置は,基板を同じ温度で加熱する複数の熱処理部を有することを特徴とする,請求項1〜5のいずれかに記載の基板の処理システム。
  7. 基板にレジスト液を塗布する塗布処理と,基板の現像処理と,基板の熱処理を少なくとも含み,基板上にレジストパターンを形成する基板の処理方法であって,
    塗布処理,現像処理又は熱処理の少なくともいずれかの処理は,処理を分割して行う複数の処理部に,基板を順次搬送することにより行われることを特徴とする,基板の処理方法。
  8. 前記複数の処理部で分割して行われる処理には,塗布処理が含まれ,
    前記塗布処理では,基板にレジスト液を吐出する吐出処理と,基板を回転させてレジスト液を基板上に拡散する拡散処理と,基板を乾燥させる乾燥処理が,各処理部で行われることを特徴とする,請求項7に記載の基板の処理方法。
  9. 前記乾燥処理を行う処理部では,基板の周縁部のレジスト液を除去する処理が行われることを特徴とする,請求項8に記載の基板の処理方法。
  10. 前記複数の処理部で分割して行われる処理には,現像処理装置が含まれ,
    前記現像処理では,基板に現像液を供給する現像液供給処理と,基板に洗浄液を供給する洗浄液供給処理と,基板を乾燥させる乾燥処理が,前記各処理部で行われることを特徴とする,請求項7〜9のいずれかに記載の基板の処理方法。
  11. 前記複数の処理部で分割して行われる処理には,熱処理が含まれ,
    前記熱処理は,基板を同じ温度で加熱する複数の熱処理部で行われることを特徴とする,請求項7〜10のいずれかに記載の基板の処理方法。
  12. 請求項7〜11のいずれかに記載の基板の処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
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